[it.scienza.fisica 28 mar 2008] 42195 ha scritto:
> Riguardo al calcolo del rendimento del ciclo di Stirling si trovano su vari
> testi due versioni:
>
> una prima che applica letteralmente il concetto di rendimento: R =
> Lavoro_prodotto/calore_assorbito, un'altra che non considera il calore
> assorbito nel riscaldamento isocoro in quanto totalmente restituito nel
> successivo raffreddamento isocoro.
>
> La seconda versione porta a concludere che il rendimento del ciclo � pari a
> 1 - T_freddaT_calda, ovvero al massimo rendimento possibile in base al
> Teorema di Carnot, cosa che appare corretta in quanto entrambi i cicli sono
> reversibili; per la prima versione - che sembrerebbe pi� aderente alla
> lettera della definizione- il rendimento � invece inferiore.
>
> A questo punto chiedo quale sia la procedura corretta e, alla base, la
> definizione di "calore assorbito" applicabile senza ambiguit� . La scelta
> non si limita ovviamente al solo ciclo di Stirling ma condiziona
> praticamente tutti i cicli termodinamici.
Il calore assorbito e' il calore totale che attraversa la frontiera del
sistema in verso entrante durante un ciclo: possono nascere ambiguita'
quando non sia bene precisato il sistema TD considerato.
Parlando di rendimento di un ciclo termodinamico si assume implicitamente
che il sistema sia costituito dal fluido che compie il ciclo: tutti gli
scambi di lavoro e di calore associati alle trasformazioni avvengono per
ipotesi con l'esterno.
Il T. di Carnot afferma che macchine termiche reversibili che scambiano
calore con due (soli) termostati (T1,T2) raggiungono tutte lo stesso
rendimento limite R = 1 - T1/T2. Macchine reversibili che operano tra
tali temperature estreme, ma che scambiano calore anche con termostati
a temperature intermedie hanno invece rendimenti inferiori.
Coerentemente cicli reversibili come quello di Stirling, di Otto ecc.
devono avere rendimento inferiore a quello di un ciclo di Carnot, come il
calcolo diretto facilmente conferma.
Non sto contraddicendo la risposta di G.Bibbiani.
Ricordo vagamente una macchina frigorifera sperimentale con compressore
a pistone, basata sul ciclo (inverso) di Stirling; parte integrante della
macchina e' uno scambiatore di calore, atto a ricevere calore in modo
isocoro dal gas isotermicamente compresso ed a cederlo in modo isocoro al
gas isotermicamente espanso.
Il modello ideale di una macchina siffatta scambia calore con l'ambiente
esterno solamente durante le due isoterme, dunque e' di fatto una macchina
di Carnot sebbene il suo fluido frigorifero segua il ciclo di Stirling.
Il rendimento limite di tale macchina e' pertanto: R = 1 - T1/T2
Nota pero' che questa macchina di Stirling-Carnot e' un sistema composto
dal sottosistema fluido che segue il ciclo di Stirling e dal sottosistema
scambiatore di calore di data capacita' termica.
I bilanci calore dare/avere in pareggio si possono fare solo sui sistemi;
a mio parere non hanno senso per i termostati.
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Elio Proietti
Valgioie (TO)
Received on Tue Apr 01 2008 - 17:26:42 CEST